Conceptos básicos de red [Red informática]
TCP/IP, AppleTalk (solo para ordenadores Apple), SNA (IBM), DECnet (DEC), IPX/SPX (Novell).
La conmutación de paquetes se refiere a un método de dividir datos grandes en unidades más pequeñas llamadas paquetes para su transmisión.
ISO (Organización Internacional de Normalización) formuló el estándar internacional OSI (Modelo de Referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos), pero no ha sido promocionado. En cambio, el protocolo TCP/IP que surgió con Apanet se ha convertido en un estándar industrial práctico impulsado por las instituciones universitarias de investigación científica y la industria informática.
Cada capa recibe servicios específicos proporcionados por la capa inferior y es responsable de proporcionar servicios específicos a la capa superior. La convención seguida por la interacción entre las capas superior e inferior se denomina "interfaz", y la convención seguida por la interacción entre la misma capa se denomina "protocolo".
La estratificación de protocolos se refiere al desarrollo modular en software de computadora.
Unidifusión, difusión, multidifusión, anycast.
Una dirección debe representar claramente un sujeto y un objeto. No se permite que existan dos sujetos de comunicación con la misma dirección en la misma red de comunicación.
Las direcciones jerárquicas pueden encontrar objetivos de comunicación de manera fácil y efectiva (por ejemplo: dirección rápida de país, provincia y ciudad).
Las direcciones MAC son únicas, pero no jerárquicas.
Ethernet, Inalámbrico, Frame Relay, ATM, FDDI, ISDN.
NIC (tarjeta de interfaz de red), el ordenador debe tener una tarjeta de red para acceder a la red.
Dispositivo que extiende físicamente una red. Las señales ópticas y eléctricas transmitidas por el cable se ajustan y amplifican en forma de onda antes de transmitirse a otro cable.
Hub: Repetidor que proporciona múltiples puertos.
La capa de enlace de datos es el dispositivo que conecta dos redes. Diferentes redes pueden utilizar diferentes enlaces de datos y las velocidades de transmisión de datos pueden ser completamente diferentes. El puente almacenará en caché las tramas de datos transmitidas de un segmento de red a otro, y luego regenerará la señal y la reenviará a otro segmento de red como una trama completamente nueva (lo que entiendo aquí es que diferentes tramas de enlace de datos tienen diferentes formatos, por lo que el puente necesita almacenar en caché los datos y convertir el formato del marco en otro enlace de datos).
Otras funciones del puente:
① Verifique si el marco de datos está dañado de acuerdo con el FCS en el marco de datos. Si está dañado, no lo reenvíe; >
② Dispositivo MAC de autoaprendizaje Las redes de las que proviene se registran en la tabla de reenvío de direcciones (la tabla de reenvío de direcciones registra la relación de mapeo entre las direcciones de hardware y las redes);
③La función de filtrado controla la red tráfico.
Hub de conmutación: Cada puerto equivale a un puente.
Dispositivo que conecta dos redes y reenvía paquetes de datos en la capa de red.
Escenarios de aplicación: acelerador WAN, aceleración de acceso a aplicaciones especiales, firewall.
Dispositivos que reenvían y convierten datos desde la capa de transporte a la capa de aplicación.
Servidor proxy: Por motivos de control de tráfico y seguridad, el cliente y el servidor no necesitan comunicarse directamente en la red, sino controlar y procesar los datos y acceder desde la capa de transporte a la capa de aplicación.
Desarrollar ARPANET basado en tecnología de conmutación de paquetes para reemplazar redes centralizadas con capacidades deficientes de recuperación ante desastres.
Una sola red no puede resolver todos los problemas de comunicación, por lo que comenzamos a estudiar la tecnología de interconexión de redes. Fue adoptado por primera vez por BSD UNIX y luego se utilizó ampliamente como proceso. Todas las computadoras que utilizan el protocolo TCP/IP pueden comunicarse entre sí a través de Internet.
La red informática construida alrededor de centros informáticos a gran escala, a saber, NSFNET (National Science Foundation Network), es una red de tres niveles, dividida en red troncal, red regional y red de campus. Esta red informática de tres niveles cubre las principales universidades e institutos de investigación de los Estados Unidos y se ha convertido en un componente importante de Internet.
NSFNET está siendo reemplazada gradualmente por la columna vertebral comercial de Internet y las agencias gubernamentales ya no son responsables del funcionamiento de Internet. Los usuarios necesitan acceder a Internet a través de un ISP (proveedor de servicios de Internet).
IXP (Punto de intercambio de Internet) La función del Punto de intercambio de Internet es permitir que dos redes se conecten directamente e intercambien paquetes de datos sin la necesidad de reenviar paquetes de datos a través de una tercera red (el ISP principal en la figura anterior). ).
Todos los estándares de Internet se publican en Internet en forma de RFC, pero no todos los documentos RFC son estándares de Internet.
La formulación de estándares formales de Internet ha pasado por las siguientes tres etapas.
(1) Borrador de Internet
(2) Estándares propuestos
(3) Estándares de Internet
Consta de todos los dispositivos conectados a la composición del servidor de Internet. Esta parte es utilizada directamente por los usuarios para comunicarse y disfrutar de los recursos.
Consta de una gran cantidad de redes y enrutadores que conectan estas redes. Esta parte se considera como el servicio proporcionado por la parte de borde (que proporciona conexión y conmutación).
①El origen de la conmutación de circuitos
②Características de la conmutación de circuitos
Cuando se utiliza un canal, los dos usuarios en ambos extremos del canal siempre ocupan el extremo a recursos de comunicación finales, por lo tanto, la proporción de tiempo real de transmisión de datos en la línea es muy pequeña y la eficiencia de transmisión es muy baja.
③Pasos de la conmutación de circuitos
Establecer una conexión (ocupando recursos de comunicación) → llamar (siempre ocupando recursos de comunicación) → liberar la conexión (devolver recursos de comunicación).
La comunicación Telegraph utiliza el intercambio de mensajes basado en el principio de almacenamiento y reenvío, enviando el mensaje completo al nodo adyacente, almacenándolo y luego reenviándolo al siguiente nodo.
①Características de la conmutación de paquetes
Dividir un mensaje completo en varios grupos. Después de que cada grupo se reenvía a un nodo vecino, busca en la tabla de reenvío y luego lo reenvía al siguiente nodo.
② Ventajas y desventajas de la conmutación de paquetes.
Ventajas: Cada paquete puede pasar por una ruta diferente, lo que es más fiable y permite aprovechar al máximo el rendimiento de la red.
Desventajas: la información de control de grupo tiene una cierta sobrecarga y los enrutadores deben hacer cola al almacenar y reenviar, lo que provoca retrasos y no puede garantizar el ancho de banda requerido para la comunicación de un extremo a otro.
① WAN (red de área amplia) WAN es el núcleo de Internet. Su tarea es transmitir los datos enviados por el bloqueo del host a largas distancias. En términos generales, el enlace que conecta el conmutador en el nodo WAN es un enlace de alta velocidad con mucho tráfico.
(2) Red de área metropolitana (Red de área metropolitana) El alcance de una red de área metropolitana es generalmente una ciudad y la distancia recorrida es de aproximadamente 5 a 50 kilómetros. Puede ser utilizado por una o varias unidades, o puede ser un entorno público utilizado para interconectar varias LAN. Actualmente, muchas redes de áreas metropolitanas utilizan la tecnología Ethernet.
(3) Red de área local (LAN) Las redes de área local generalmente están conectadas mediante microcomputadoras o estaciones de trabajo a través de enlaces de comunicación de alta velocidad (las velocidades suelen ser superiores a 10 Mbit/s), pero están limitadas geográficamente a una pequeña área (como aproximadamente 1 km). En los primeros días del desarrollo de LAN, una escuela o fábrica a menudo tenía solo una LAN, pero ahora las LAN se han utilizado ampliamente y la mayoría de las escuelas o empresas tienen múltiples LAN interconectadas (este tipo de red a menudo se denomina red de campus o red empresarial). ).
(4) La Red de Área Personal (PAN) es una red que utiliza tecnología inalámbrica para conectar dispositivos electrónicos personales donde una persona trabaja, por eso suele denominarse WPAN (Wireless PAN), su alcance es muy pequeño, unos 10 m..
(1) Red pública (red pulic) Una red a gran escala financiada por empresas de telecomunicaciones
(2) La red privada es una red construida por un. departamento para satisfacer las necesidades comerciales especiales de la unidad. Este tipo de red no brinda servicios a personas fuera de la unidad. Por ejemplo, el ejército, los ferrocarriles, los bancos, la energía eléctrica y otros sistemas tienen sus propias redes privadas. >
La red de acceso también se denomina red de acceso local o red de acceso residencial.
La velocidad de transmisión de datos también se denomina velocidad de datos o velocidad de bits, y la unidad es bit/s. bits por segundo) (o b/s, a veces escrito bps, que es bits por segundo).
¿1 kbit/s = 1×10? Bits/segundo, 1 mbit/segundo = 1 × 10^6 bits/segundo, 1 gbit/segundo = 1 × 10^9 bits/segundo, 1 tbit/segundo = 1 × 10^12 bits/segundo
El rendimiento representa la cantidad real de datos que pasan a través de la red por unidad de tiempo, y la unidad es la misma velocidad de ancho de banda.
La latencia es el tiempo que tardan los datos en viajar de un extremo de la red al otro. El retraso de la red consta de varias partes:
Retraso total de la red = retraso de transmisión + retraso de propagación + retraso de procesamiento + retraso de cola.
[Mito] La velocidad de propagación de la fibra óptica es en realidad más lenta que la del cable de cobre, pero el ancho de banda de la fibra óptica es más rápido que el del par trenzado ordinario. Esto se debe a que las señales ópticas tienen una fuerte capacidad antiinterferente. A través de la tecnología de multiplexación de canales de multiplexación por división de longitud de onda, una fibra óptica puede transmitir múltiples señales.
El producto retardo-ancho de banda indica cuántos bits caben en el canal.
En las redes informáticas, el tiempo de ida y vuelta RTT (tiempo de ida y vuelta) es un indicador de rendimiento importante, porque en muchos casos, la información en Internet no es solo una transmisión unidireccional, sino también bidireccional. interacción .
Cuando se utiliza la comunicación por satélite, el retraso de transmisión es muy corto y se consume principalmente en el retraso de propagación de ida y vuelta, es decir, el tiempo de ida y vuelta es relativamente largo.
Hay dos tipos de utilización: utilización del canal y utilización de la red. La utilización del canal representa el porcentaje de tiempo que el canal está en uso (datos que pasan). Un canal completamente inactivo no tiene utilización. La utilización de la red es el promedio ponderado de la utilización del canal en toda la red.
D0 representa el retraso cuando la red está inactiva, D representa el retraso actual de la red y U representa la tasa de utilización, entonces
U = 1-D0/D, deformación , Sí.
Cuanto mayor sea la utilización del canal, mejor, porque cuando aumenta la utilización del canal, la latencia de la red también aumenta porque aumenta el retraso en la cola. Entonces, cuando u tiende a 1, d tiende a infinito, por lo que una alta utilización del canal o red producirá retrasos muy grandes.
Coste, calidad, estandarización, fiabilidad, escalabilidad y capacidad de actualización, y facilidad de gestión y mantenimiento.
① Gramática, es decir, la estructura o formato de los datos y la información de control.
(2) Semántica, es decir, qué tipo de información de control se debe enviar y qué acciones; para completar y qué hacer Dicha respuesta;
③Sincronización, es decir, una descripción detallada de la secuencia de implementación del tiempo.
(1) Cada capa es independiente
② Buena flexibilidad
③ Estructuralmente separable
④ Fácil de implementar y mantener;
⑤ Puede promover la estandarización.
Cada capa de una red informática y su conjunto de protocolos es la arquitectura de la red.
Entidad: representa cualquier proceso hardware o software que puede enviar o recibir información.
Protocolo: Un protocolo es un conjunto de reglas horizontales que controlan la comunicación entre dos entidades pares.
Servicio: El servicio es vertical y la capa inferior proporciona servicios a la capa superior a través de interfaces.
Punto de Acceso a Servicios: SAP (Service Access Point), donde interactúan dos entidades adyacentes en un mismo sistema.